多种湍流模拟器解决方案介绍

随着激光通信和激光探测技术的不断发展，研究激光在大气传输中产生的各种效应已经成为各国学者研究的热点。然而，由于野外试验时大气环境变化的随机性很大，试验几乎没有可重复性，所以很难精确地评价被测设备。因此，研究内场的大气场景模拟器就成为激光大气传输研究的重要工作。对于实验室测试来说，具有可重复和独立控制的空间时间特性的模拟器是最理想的。目前有很多模拟大气湍流的方法，例如，加热空气或水的强迫运动法、空间光调制器（SLM）、ALPAO可变形镜（DM）衍射光学元件（DOM）、计算机生成全息图（CGH）和静相位片等。在这些方法中，加热空气或水的模拟方法在时间和空间特性上是不能分离的或独立控制的，对于要求有重复性的实验是不利的；其他方法可以产生可重复的湍流事件，但是SLM和DM需要计算机的硬件和软件支持，而且需要有与被测系统至少同样多的元件才能产生湍流。当高级自适应光学系统的主动元件增加时，要得到实际的性能测量就得需要大量的SLM或DM元件，这显然是昂贵和不切实际的。另外，相对而言，其模拟的精度也不高。而SLM、CGH和DOM的相位模拟受到波长的限制，且不能同时实现多个波长的模拟，使其应用受到限制。

Lexitek湍流模拟相位板

Santec空间光调制器-高功率高稳定性高精度

ALPAO高速可变形镜

一，热湍流池或者转动的毛玻璃

热湍流池或者转动的毛玻璃都可以产生湍流，但是这种湍流一般不是很好控制，并不能很好的知道湍流的情况。

二，空间光调制器（SLM）、变形镜（DM）

使用空间光调制器（SLM）、变形镜（DM）产生湍流，空间光调制器像素点比较多，但是速度有限制，一般只有60Hz，实际使用中速度可能更加慢，而且空间光调制器的相位深度一般是2pi。会限制湍流模拟的能力。变形镜的行程可以比较大，可以实现10个波长的模拟，而且速度也比较快，但是变形镜一般通道数比较少，只有几十个控制单元，而且价格昂贵。

三，静态相位屏

把需要的湍流刻在固定的相位屏上，湍流模式比较固定，不好有变化。

四，动态相位屏

在静态相位屏的基础上，加上转台，实现相位的变化。

您需要确认下列参数，从而获得理想的动态像差：

1. 格林伍德频率（Greenwood frequency）
2. 工作波长下的大气相干长度r₀
3. 不同的湍流屏意味着不同的湍流强度，与格林伍德频率和大气相干长度值有关，决定着旋转平台的转速
4. 湍流屏是否需要镀增透膜，其透过波段范围